CN108356231A

CN108356231A - 3d打印砂型的锁芯结构

Info

Publication number: CN108356231A
Application number: CN201810391188.5A
Authority: CN
Inventors: 梁继亚; 李栋
Original assignee: Kocel Intelligent Foundry Industry Innovation Center Co Ltd
Current assignee: Kocel Intelligent Foundry Industry Innovation Center Co Ltd
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-08-03
Anticipated expiration: 2038-04-27
Also published as: CN108356231B

Abstract

本发明涉及一种3D打印砂型的锁芯结构，用于封闭所述3D打印砂型的清砂孔。所述锁芯结构包括封孔粘芯与锁芯粘芯；所述封孔粘芯包括堵头与定位块，所述定位块设置于所述堵头的端部，所述堵头用于容置于所述清砂孔中，所述定位块用于抵接所述清砂孔的孔口；所述3D打印砂型开设有固定槽，所述锁芯粘芯转动设置于所述固定槽内，且所述锁芯粘芯活动抵接所述定位块。所述3D打印砂型的锁芯结构在实现和防止跑火作用的同时，能够有效降低生产成本，并提高生产效率。

Description

3D打印砂型的锁芯结构

技术领域

本发明涉及3D打印技术，特别是涉及一种3D打印砂型的锁芯结构。

背景技术

目前随着3D打印技术的逐渐产业化，使用3D打印砂型进行铸造生产的方法也被广泛使用。由于3D技术能够实现各种复杂结构砂芯的高精度打印，无需考虑传统工艺的起模与撤料问题，因此该工艺方法适合于各种复杂结构铸件的生产。然而，在工艺设计时，为提高生产效率与铸件尺寸精度，需要在满足自身强度前提下尽量减少工艺分芯数量，这样会导致在一些复杂砂型的内部存在一些无法触及和观测到的区域，为了能够彻底清理这些区域的干砂以及方便施涂，一般都需要在相应的位置设计一套清砂系统。

例如，申请号为：CN106424581A的专利，公开了一种3D打印砂芯的清砂结构，包括：设置在3D打印砂芯的清砂死角位置的清砂孔；可选择地容纳在清砂孔以封堵清砂孔的粘芯；以及由清砂孔的一部分和粘芯的一部分共同形成的朝向3D打印砂芯的外部开口的填砂槽，该发明在不影响砂芯结构强度前提下可提高3D打印砂芯的清砂效率。然而使用该种3D打印砂芯的清砂结构，在清砂结束后，还需要完成的操作有：对封孔粘芯的堵头涂刷涂料、将封孔粘芯置入清砂孔中、将准备好的钢筋置入钢筋插槽中、最后在填砂槽中填砂以实现封孔粘芯，从而能够实现封堵清砂孔和防止跑火的作用。由此可见，现有技术中的清砂系统中的封孔粘芯的结构较为复杂，且工艺操作时涉及的工具和材料较多，从而使得3D打印技术无法满足绿色、高效、便捷的生产理念。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中，用于封堵清砂系统中的清砂孔的封孔粘芯，在实现和防止跑火作用时由于其结构较为复杂，且工艺操作时涉及的工具和材料较多而导致生产效率低、生产成本较高的问题，提供一种3D打印砂型的锁芯结构。

一种3D打印砂型的锁芯结构，用于封闭所述3D打印砂型的清砂孔，所述锁芯结构包括封孔粘芯与锁芯粘芯；所述封孔粘芯包括堵头与定位块，所述定位块设置于所述堵头的端部，所述堵头用于容置于所述清砂孔中，所述定位块用于抵接所述清砂孔的孔口；所述3D打印砂型开设有固定槽，所述锁芯粘芯转动设置于所述固定槽内，且所述锁芯粘芯活动抵接所述定位块。

在其中一个实施例中，所述堵头与所述清砂孔的内壁之间的间隙为0.1mm~0.5mm。

在其中一个实施例中，所述定位块与所述清砂孔的外壁之间的间隙为0.1mm~1mm。

在其中一个实施例中，所述定位块朝向所述堵头方向的宽度逐渐减小，且所述定位块的倾斜角度为5度。

在其中一个实施例中，所述定位块的周缘具有10度的倾斜角。

在其中一个实施例中，所述定位块的。相对两个侧面分别开设有抓槽。

在其中一个实施例中，所述抓槽的横截面为半圆形。

在其中一个实施例中，所述定位块的厚度大于所述砂型薄壁与所述堵头的厚度差。

在其中一个实施例中，所述锁芯粘芯包括矩形锁芯。

上述3D打印砂型的锁芯结构，通过采用3D打印机直接同砂型一起将用于封堵所述3D打印砂型的清砂孔的固定槽打印出，这样无需提前准备工装，从而有效降低了生产成本、简化操作，有效提高了生产效率；并且通过采用封孔粘芯密封所述3D打印砂型的清砂孔，以及使用锁芯粘芯转动设置于所述固定槽内，从而可有效防止铸件在浇注过程中封孔粘芯处容易发生跑火的危险，从而极大减少了废品的产生。

附图说明

图1为一实施例的3D打印砂型的锁芯结构的平面结构示意图；

图2为另一实施例的3D打印砂型的锁芯结构的平面结构示意图；

图3为图2所示的3D打印砂型的锁芯结构沿着C-C线的剖视图；

图4为一实施例的锁芯粘芯设置于固定槽内的一状态结构示意图；

图5为一实施例的锁芯粘芯设置于固定槽内的另一状态结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一实施例中，一种3D打印砂型的锁芯结构，用于封闭所述3D打印砂型的清砂孔，所述锁芯结构包括封孔粘芯与锁芯粘芯；所述封孔粘芯包括堵头与定位块，所述定位块设置于所述堵头的端部，所述堵头用于容置于所述清砂孔中，所述定位块用于抵接所述清砂孔的孔口；所述3D打印砂型开设有固定槽，所述锁芯粘芯转动设置于所述固定槽内，且所述锁芯粘芯活动抵接所述定位块。

在另一实施例中，一种3D打印砂型的锁芯结构，用于封闭所述3D打印砂型的清砂孔，例如，所述锁芯结构包括封孔粘芯与锁芯粘芯；例如，所述封孔粘芯包括堵头与定位块，所述定位块设置于所述堵头的端部，所述堵头用于容置于所述清砂孔中，所述定位块用于抵接所述清砂孔的孔口；例如，所述3D打印砂型开设有固定槽，所述锁芯粘芯转动设置于所述固定槽内，且所述锁芯粘芯活动抵接所述定位块。

下面结合具体实施例对所述3D打印砂型的锁芯结构进行说明，以进一步理解所述3D打印砂型的锁芯结构的发明构思。请参阅图1，一种3D打印砂型的锁芯结构100，用于封闭所述3D打印砂型10的清砂孔200，所述锁芯结构100包括：封孔粘芯110与锁芯粘芯120。例如，所述封孔粘芯110挡设于所述清砂孔200，所述锁芯粘芯120紧密抵接于所述封孔粘芯110远离所述清砂孔200的一端。其中，所述3D打印砂型10具有铸件内腔300，通过在所述铸件内腔300内浇注铸件材料以形成符合生产要求的铸件。其中，所述清砂孔200开设于所述铸件内腔300内结构复杂的位置处，即所述清砂孔200与所述铸件内腔300连通。应该理解的是，当所述3D打印砂型10通过3D打印技术生产后，由于在所述铸件内腔300内结构复杂的位置处会有部分残砂堆积，因此需要进行清扫操作，以使得位于铸件内腔300死角位置处的残砂于以清理，具体地，通过所述清砂孔200将所述铸件内腔300的残砂进行清理，并在清理结束后使用所述封孔粘芯110将所述清砂孔200予以封闭，以避免在浇注生产铸件时，浇注材料通过所述清砂孔200向外流出，从而出现生产废品。

进一步地，为了使得所述封孔粘芯110能够紧密牢固地封闭于所述清砂孔200内，例如，所述封孔粘芯110远离所述清砂孔200的一端设置所述锁芯粘芯120。具体地，所述封孔粘芯110与形成固定设置所述锁芯粘芯120的结构均与所述3D打印砂型10同时打印生产。即所述锁芯粘芯120通过设置于对应的所述3D打印砂型10的结构中，从而可实现有效推地所述封孔粘芯110紧密封闭所述清砂孔200，这样可有效避免在铸件生产浇注过程中，由于浇注材料的冲击力而使得所述清砂孔200无法紧密密封。进一步地，所述锁芯粘芯120的砂型结构与所述砂型同时采用3D打印机打印，这样便无需提前准备工装，从而有效降低了生产成本，同时简化操作降低了操作难度，有效提高了生产效率。

请参阅图1和图2，在一实施例中，所述封孔粘芯110包括堵头111与定位块112，所述定位块112设置于所述堵头111的端部，所述堵头111用于容置于所述清砂孔200中，所述定位块112用于抵接所述清砂孔200的孔口。即所述堵头111用于封闭所述清砂孔200,从而避免浇注材料在所述铸件内腔300内通过所述清砂孔200流出。在一实施方式中，所述堵头111与所述定位块112均通过3D打印机打印，在另一实施例中，所述定位块112与所述堵头111一体成型。其中，所述堵头111与所述定位块112的材料均为打印砂型所使用的材料。需要说明的是，所述堵头111与所述定位块112也可以采用其他材料制成，在本实施例中并不做具体限制。一个例子是，所述堵头111与所述清砂孔200的内壁之间的间隙为0.1mm~0.5mm；优选地，所述堵头111与所述清砂孔200的内壁之间的间隙为0.3mm 。另一个例子是，所述定位块112与所述清砂孔200的外壁之间的间隙为0.1mm~1mm ；优选地，所述定位块112与所述清砂孔200的外壁之间的间隙为0.5mm。即，所述堵头111与所述清砂孔200相互配合，所述堵头111与所述清砂孔200的内壁之间具有一定的插接间隙，这样可便于所述堵头111快速地容置于所述清砂孔200中，以达到实现封堵所述清砂孔200的目的。另外，通过在所述定位块112与所述清砂孔200的外壁之间留有一定的间隙，这样可便于所述定位块112受力变形后紧密贴紧所述清砂孔200的外壁，从而有效保证安全紧密封堵所述清砂孔200。进一步地，所述定位块120的厚度大于所述砂型10薄壁与所述堵头110的厚度差。即所述定位块120的厚度在设计时厚度大于设计间隙宽度，这样可便于在所述锁芯粘芯120锁紧时，所述定位块120受力压缩后紧密抵接于所述堵头110余所述锁芯粘芯120之间。

请参阅图2，在一实施例中，所述3D打印砂型远离铸件的位置处开设有固定槽130，所述锁芯粘芯120转动设置于所述固定槽130内，且所述锁芯粘芯120抵接所述堵头111及所述定位块112于所述清砂孔200内。其中，所述固定槽120即为固定所述锁芯粘芯120的固定结构，其可以为凹进砂型或凸出砂型。请一并参阅图3，例如，所述3D打印砂型的锁芯结构100还包括两个相对设置的砂型140，每一所述砂型140对应开设有凹槽141，两个所述凹槽141形成所述固定槽130。例如，所述砂型140的横截面为半圆形，即固定所述锁芯粘芯120的固定结构的整体外轮廓呈两个半圆，其内部设有一随型的凹槽141，这样两个相对设置的所述凹槽141形成所述固定槽，从而可便于稳定地固定所述锁芯粘芯120。即通过在所述砂型上直接打印出所述固定槽130，这样通过在所述固定槽130内转动设置于所述锁芯粘芯120，从而使得所述堵头111与所述定位块112紧密卡设于所述清砂孔200与所述锁芯粘芯120之间，从而阻止所述封孔粘芯110因在所述铸件内腔300浇内注铸件材料而产生压力向外位移。需要说明的是，所述锁芯粘芯120所使用的材料的硬度大于所述封孔粘芯110的硬度，例如，所述锁芯粘芯120包括金属材料制成的锁芯。例如，所述锁芯粘芯包括矩形锁芯。即所述锁芯粘芯的横截面为矩形。

在一较佳的实施例中，所述锁芯粘芯120的厚度f大于或等于30mm；所述锁芯粘芯120的长度g大于或等于1.5e（e：所述封孔粘芯110的宽度）；所述锁芯粘芯120的宽度h大于或等于0.8f；进一步地，所述锁芯粘芯120具有圆角r，所述圆角r=g。这样可便于将所述锁芯粘芯120快速便捷地容设置于所述固定槽130内。其中，所述砂型140的设计尺寸满足以下条件：半径D等于g+1mm；厚度H等于h+1mm；沿周砂型厚度k大于或等于35mm。通过该种设计尺寸，更加有利于稳定固定所述锁芯粘芯120于所述固定槽130内。即通过所述封孔粘芯120与所述锁芯粘芯130的特性防止铸件在浇注过程中所述封孔粘芯120发生位移，从而避免铸件的尺寸发生偏差；并通过所述封孔粘芯120与所述锁芯粘芯130的特性，可防止铸件在浇注过程中在所述封孔粘芯120处发生跑火，从而有效避免废品的产生。

请一并参阅图4和图5，在一实施例中，所述3D打印砂型的锁芯结构的制作过程具体如下：

首先，在砂型完成清砂、施涂、烘干等工序后，将所述封孔粘芯110的堵头111形成铸件的部分涂刷涂料并烘干，在所述定位块120的配合面上均匀涂抹砂型胶，并手持所述封孔粘芯110将其缓慢嵌入所述清砂孔200中，并同时保证所述定位块的上平面与所述固定槽的下平面平齐。

其次，将所述锁芯粘芯120成水平方向放置于所述固定槽130内，并将所述锁芯粘芯130旋转90度，以便紧密卡紧所述锁芯粘芯130于所述固定槽130内，从而完成锁芯任务。

最后，当所述封孔粘芯110与所述锁芯粘芯120粘接牢固后，然后进行铸件的浇注作业，执行铸件产品的生产工序。

为了方便设置所述封孔粘芯110挡设于所述清砂孔200上，在其中一实施例中，所述定位块112的周缘具有10度的倾斜角。这样可便于所述封孔粘芯110快捷地挡设密封所述清砂孔200。进一步地，所述定位块112朝向所述堵头111方向的宽度逐渐减小，且所述定位块112的倾斜角度为5度。即所述定位块112的横截面成梯形结构，这样有利于在砂型侧上壁时，抵消浇注材料的浮力。

为了方便抓取所述封孔粘芯110，在其中一实施例中，所述定位块120的相对两个侧面分别开设有抓槽。进一步地，所述抓槽的横截面为半圆形。其中，所述抓槽的设计在于方便下芯过程中抓取所述封孔粘芯110。另外，所述抓槽的深度可根据实际需求设计，在本实施例中不做具体限制。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种3D打印砂型的锁芯结构，用于封闭所述3D打印砂型的清砂孔，其特征在于，所述锁芯结构包括封孔粘芯与锁芯粘芯；

所述封孔粘芯包括堵头与定位块，所述定位块设置于所述堵头的端部，所述堵头用于容置于所述清砂孔中，所述定位块用于抵接所述清砂孔的孔口；

所述3D打印砂型开设有固定槽，所述锁芯粘芯转动设置于所述固定槽内，且所述锁芯粘芯活动抵接所述定位块。

2.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述堵头与所述清砂孔的内壁之间的间隙为0.1mm~0.5mm 。

3.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述定位块与所述清砂孔的外壁之间的间隙为0.1mm~1mm 。

4.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述定位块朝向所述堵头方向的宽度逐渐减小，且所述定位块的倾斜角度为5度。

5.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述定位块的周缘具有10度的倾斜角。

6.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述定位块的相对两个侧面分别开设有抓槽。

7.根据权利要求6所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述抓槽的横截面为半圆形。

8.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述定位块的厚度大于所述砂型薄壁与所述堵头的厚度差。

9.根据权利要求1所述的3D打印砂型的锁芯结构，其特征在于，所述锁芯粘芯包括矩形锁芯。